2013-3-18 crankshaft new type

前回クランクシャフトのスリップ防止ピンを太い物に変えてフルパワーを含めて数時間運転しました。異音を発し突然また回らなくなりました。
開けてみるとピンが抜けてしまって、クランクケースの底に転がっています。
ピン固定タイプでは持たないようです。作り替えを決意しました。2種類を考えました。
一つは原典通り四角穴圧入タイプ、もう一つはチークとシャフトを一体で削り出すタイプを考えました。
圧入タイプはギアー切り、四角穴開け、圧入代など未知の領域があります。
削りだしタイプは膨大な量の切削がありますが、技術的には段取りさえしっかりすれば
問題がありません。

と言うことで削りだしタイプを選択しました。同時進行でギアー切り、圧入もトライしましたがそれは次回に。

After a few hours running time, it suddenly stopped with some noise.
When I opened the front cover, I found the pin at the bottom of the crankcase.
I decided to make new type of crankshaft.
One is according to the original and another is turn from one block.
Former needs gear cutting, square cutting and press fit.
I have no information about press fit and I must examine and get the size for press fit.
The latter needs to turn a lot of steel but technically it has no problem.

So I first tried to turn from one block.
At the same time I tried to cut the gear and press fit, but I show next time.

まず端面切削。素材は70φS45Cです。長さほぼきっちりここで決めてしまいます。

Face cutting.
定盤、Vブロック上できっちりと両センターをけがいて置いて、その後片面にクランクシャフト、クランクピンセンターをセンタードリルでドリリングし、また外径切断用のガイド穴も開けてしまいます。
ちなみにクランクピンセンターは表面から6.4mm沈んだ位置に来ますのでその深さまで穴あけしてあります。

After scribing the center on the V block,
drill the holes.
クランクチークの段差削りをします。
バイスではさんだだけでは不安なのでクランプでも押さえています。切削は0.5mmずつにしました。それ以上の切り込みはこの固定では多分危険でしょう。

Milling the cheek.
段差荒削りが終わりました。センター穴が表面に出てきました。

Finished.
Center of the journal and crank pins are revealed on this surface.
次いでシャフト部分の荒削りです。
一回2mm、相当煙が出ます。
ちょっと怖いのでこの後は回転を落としました。
一応はずれないようセンター押しをしています。

70φを16φくらいまで荒削りします。


Rough cutting.
The size reduced 70mm to 16mm.
チャッキングを深い位置にしてブリーザー穴をセンターに開けています。この段階でやっておかないと固定ふれ止めを引っぱり出さないと出来なくなります。深穴ですが穴さえあいていればOKなので難しくはありません。時間はかかりました。

Drilling the breather hole.
2つ上のチャッキングではチーク部が完全には削れません。ひっくり返してセンター押しをして左勝手のバイトで所定の厚さに削っています。

Turning another side of the cheek with left hand bite.
シャフトのギアーが入る部を削っています。9φです。8.96位に仕上がればOKです。
本来なら直接シャフトにギアーを切りたいのですが、インボリュートカッターがチークに当たってしまい切れません。市販のギアーをはめ込むしかありません。
M0.75 16Tの歯車ですとシャフトを10mmにすると刃底円にかかってしまいます。仕方ないので9φにしてあります。

先端部はM10P1.25のネジを切るのですが、9φでは切れません。6φにしてネジを切ったスリーブをかぶせるしかありませんでした。

Final turning for the gear.
 切削が終わりました。
チークに一番近い部分は15φに仕上げるのですが最後に組み上げてから仕上げ切削で15に仕上げるよう今は15.2に仕上げてあります。

Finished.
オイル溝を切っています。

Cutting the oil groove.
旋盤から下ろしてオイル溝を切っています

Milling the oil groove.
出来た部品です。ギアーを入れるために9φに削ってしまった部分はスリーブでカバーします。この部分へはたいした外力は加わりませんし、長さも取れるのでロックタイト固定で大丈夫でしょう。

All the pars.
Sleeves have long way to Loctite, they will be OK.
クランクピン穴を開けるための保持具です。
偏芯していますので4爪作業になります。
そのままでチャッキングできると思っていましたが、把持部が細すぎて爪同士が当たってしまい把持出来ませんでした。仕方なくこれを作りました。もっと前の段階で十分太いうちに開けてしまえばこんな手間は要らなかったのですが、後の祭りです。

Holder for boring the crank pin hole.
The shaft is too skinny to chuck with 4 jaws chuck.
クランクピン穴開けです。
上の把持具を使って4爪での作業です。
穴は10φです。
直角度を高めるため、9.5mmでドリリングした後中繰りで仕上げています。

Boring on the 4 jaw chuck.
外形切断が済みました。

Outline cutting.
外形の中仕上げです。

Milling the outline.
チークの円弧部の切削です。ロータリ^テーブルが干渉してしまうためベビーチャックを使っています。固定が不安定なのとリーチが長いので10φのエンドミルはびびって使えませんでした。6φエンドミル、切り込み0.2mm、3mm幅で切削しています。

Round cutting of crank cheek on the rotary table.
オイルパスの穴あけです。
図面上の角度でセットして、一応角度を確かめています。大丈夫のようです。

Drilling the oil path.
ほぼ完成しました。(一番上)
真ん中は今までのもの。ギアーを抜き取るため分解されています。
一番手前は圧入をトライするためのもの。すでにギアーがカットされています。

almost finished.
Middle one is old one.
Lower is the test piece for gear cutting and press fit.
フロントベアリング部2箇所の仕上げ切削のための準備です。マスターロッドを組み込んでピンは全て固定されています。チーク間には変形防止のためのかいものが入っています。
このかいものは旋削してぴったりサイズに仕上げてあります。チークに開けてある位置決め用の穴に通した真鍮棒で固定されています。

Assembled crank shaft on the lathe.
マスターロッドもしっかり固定します。
センター押しをして0.2mm程削れば仕上がりです。

Master rod was fixed with tie.
全体です。
片方はコレット把持、もう片方はセンター押しをしています。本来なら両センター削りなのでしょうがリアー側シャフトが12φで仕上がっていますのでコレットを使ってしまいました。

general view
フロント12φ部の仕上げ切削の様子です。
仕上げ切削はミストより切削油たっぷりの方がきれいに仕上がるような気がします。
自動送りがかけてありますので写真が撮れます。


Final cutting.
完成しました。
実はプロペラハブ部のテーパー切削をし忘れています。
途中まで組んで気がついてこの後追加切削しています。

今度は大丈夫でしょう!


Completed.
It will be OK!

back to h9 index